關(guān)于航空發(fā)動機(jī)智能監(jiān)控及健康管理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

李偉洋

摘要：人們生活水平的不斷提升，同時也增加了自己出行次數(shù)，飛機(jī)在人們出行的過程當(dāng)中，是重要的交通工具之一，乘坐飛機(jī)出行，不單單能夠減少出行的時間，還能夠提升出行的效率，但是為了確保飛機(jī)在行駛的過程當(dāng)中具有安全性與可靠性，國內(nèi)與國外科研部門共同研發(fā)了航空發(fā)動機(jī)智能監(jiān)控和健康管理系統(tǒng)。眾所周知，航空發(fā)動機(jī)是是飛機(jī)的心臟，其質(zhì)量的高低與飛機(jī)能否能夠穩(wěn)定的飛行之間有著緊密關(guān)系，更與大眾的生命財產(chǎn)安全之間有著緊密的聯(lián)系。因此，本篇文章主要對于航空發(fā)動機(jī)智能監(jiān)控及健康管理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行認(rèn)真分析和研究，以做參考。關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機(jī);智能監(jiān)控;健康管理;技術(shù);發(fā)展;應(yīng)用;在飛機(jī)行駛的過程當(dāng)中，安全永遠(yuǎn)是最永恒的一個話題，安全是民航業(yè)發(fā)展的生命線，與此同時，飛機(jī)在進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計的過程當(dāng)中，還要與民航業(yè)的要求標(biāo)準(zhǔn)相符合、相一致，特別是需要對于安全運行加強(qiáng)關(guān)注與重視。航空發(fā)動機(jī)是飛機(jī)飛行過程當(dāng)中最主要的動力來源，同時，在飛機(jī)飛行的過程當(dāng)中扮演著重要的角色和占據(jù)關(guān)鍵的位置，航空發(fā)動機(jī)性能的高低與飛機(jī)能否穩(wěn)定的飛行和旅客的人身安全之間都有著緊密的聯(lián)系，必須要確保其有極高的可靠性?；诖?，本文下面主要對于航空發(fā)動機(jī)智能監(jiān)控以及健康管理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究。

1、工程的概況

2021年1月-2021年5月，主要參與蕪湖鉆石航空發(fā)動機(jī)裝配線MES系統(tǒng)方案設(shè)計和區(qū)域PLC程序架構(gòu)設(shè)計及調(diào)試：我為主要的參與者主要負(fù)責(zé)的工作是下位PLC程序的編寫和MES接口設(shè)計、WEB前端系統(tǒng)設(shè)置模塊的方案設(shè)計。該項目與傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)裝配線不同處在于其為裝配島式的生產(chǎn)線，生產(chǎn)過程柔性化程度高，配方化管理，質(zhì)量管控嚴(yán)格，生產(chǎn)過程信息化集成度高，在此之前我所接觸到的項目MES系統(tǒng)只是負(fù)責(zé)采集信息而不負(fù)責(zé)對具體的現(xiàn)場級的儀器工具進(jìn)行操作而該操作功能之前都是由PLC完成的，但在該項目中由于客戶需要MES系統(tǒng)作為裝配步序管理，需要MES系統(tǒng)去控制現(xiàn)場級的儀器工具，因此在設(shè)計MES接口的時候，如何將這些儀器工具的數(shù)據(jù)高效的組織起來與MES系統(tǒng)交互，就需要考慮MES接口的設(shè)計方式

2、航空發(fā)動機(jī)智能監(jiān)控的發(fā)展

通過大量的研究證明，當(dāng)航空發(fā)動機(jī)具有了極高的可靠性與穩(wěn)定性，不單單能夠保證飛機(jī)在飛行的過程中不會出現(xiàn)任何的危險，還能夠節(jié)約飛機(jī)維修的成本，進(jìn)一步的提升發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，還有最重要的一點，就是能夠為航空發(fā)動機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計提供眾多的參考。眾所周知，航空發(fā)動機(jī)是飛機(jī)的心臟，也是航空器維護(hù)當(dāng)中最重要的內(nèi)容之一，只有確保了發(fā)動機(jī)工作的效率，才能夠讓飛機(jī)飛行的過程當(dāng)中不會出現(xiàn)任何的危險，無論是學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界都對其進(jìn)行了深入的研究和細(xì)致的分析，同時，此問題也是航空維修部門最亟待解決和值得深思的問題之一，所以說航空發(fā)動機(jī)智能監(jiān)控受到了國內(nèi)和國外眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注與重視。改革開放至今，已經(jīng)走過了四十多個春秋，我們國家的發(fā)展可以用“日新月異”和“突飛猛進(jìn)”八個字來形容，尤其是在新形勢的大背景之下，越來越多的行業(yè)獲得了長足的發(fā)展，其中最具代表性的當(dāng)屬航空企業(yè)。我國各航空公司也加大了引進(jìn)飛機(jī)的數(shù)量，與此同時，維修的費用也占據(jù)了航空公司總成本當(dāng)中很大的比例，為了有效的節(jié)約發(fā)動機(jī)運行和節(jié)約維護(hù)的成本，降低和減少安全事故發(fā)生的可能性與風(fēng)險，伴隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，計算機(jī)等呈現(xiàn)出了蓬勃的發(fā)展態(tài)勢，航空發(fā)動機(jī)維修的思想也應(yīng)該緊緊跟著時代發(fā)展的腳步，不斷的進(jìn)行革新，將傳統(tǒng)的方法進(jìn)行摒棄，因為傳統(tǒng)的方法不單單加具了相關(guān)維修工作人員的勞動強(qiáng)度，還讓航空公司浪費掉了眾多的物力、人力、財力，而現(xiàn)在則是運用航空發(fā)動機(jī)智能監(jiān)控，通過對于實際的情況進(jìn)行實時的監(jiān)督與控制，還運用這種管理方法，對于行發(fā)動機(jī)本體的正常運行進(jìn)行有效的保護(hù)，為航空發(fā)動機(jī)的維修提供了眾多的數(shù)據(jù)支持，所以說航空發(fā)動機(jī)的智能監(jiān)控與健康的管理技術(shù)獲得了更好的發(fā)展。

3、健康管理技術(shù)的應(yīng)用分析

近幾年來，通過了相關(guān)工作人員不懈的努力和鉆研，終于研發(fā)出了飛行器健康管理技術(shù)，此技術(shù)的出現(xiàn)，不單單代表著重大技術(shù)的變革，更是有效的降低和減少了事故發(fā)生的幾率與可能。尤其是美國所研發(fā)的EHM系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠有效的降低和減少發(fā)動機(jī)出現(xiàn)問題的可能。通過對于健康管理技術(shù)進(jìn)行認(rèn)真的分析和研究，發(fā)現(xiàn)其主要是依托了測試、診斷以及預(yù)測信息，對于飛行器是否是健康的狀態(tài)進(jìn)行了科學(xué)的監(jiān)督，準(zhǔn)確性非常的高，而且此系統(tǒng)還有一個非常重要的優(yōu)點那就是魯棒性，可以有效的避免和接收到假信號的影響。航空發(fā)動機(jī)健康管理會涉及到許多專業(yè)性的內(nèi)容，主要包括了材料、氣動、熱力學(xué)、控制理論等各項學(xué)科，研究的對象具有復(fù)雜性的特點，而且此系統(tǒng)還包括多種高新技術(shù)，例如：預(yù)測技術(shù)、數(shù)據(jù)管理、智能傳感器等等。在這個具有復(fù)雜性特點的系統(tǒng)當(dāng)中，數(shù)據(jù)可以說是前提也可以說是基礎(chǔ)，并且種類非常的多，沒有規(guī)律性可言，更加精準(zhǔn)的對于發(fā)動機(jī)的實際狀態(tài)進(jìn)行判斷，對于數(shù)據(jù)的安全性等各方面提出了更高的要求。與此同時，發(fā)動機(jī)也是一個非常復(fù)雜的非線性的系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)狀態(tài)信息會來自于各個數(shù)據(jù)源，無論是智能傳感器系統(tǒng)檢測時的實時狀態(tài)，還是發(fā)動機(jī)歷史維修的記錄等，為了更加準(zhǔn)確的判斷發(fā)動機(jī)是否處在了健康的狀態(tài)當(dāng)中，所有的數(shù)據(jù)都可以作為參考。

航空發(fā)動機(jī)智能監(jiān)控和健康管理系統(tǒng)對其進(jìn)行判斷，是對于軟件還是硬件系統(tǒng)都提出了更高的要求與希望，在此過程當(dāng)中所遵循的所有數(shù)據(jù)都是實時動態(tài)的數(shù)據(jù)、歷史的數(shù)據(jù)等各項內(nèi)容，而且預(yù)測從本質(zhì)上來說可分為三個類型，即發(fā)動機(jī)零部件的失效模型與發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)模型，對發(fā)動機(jī)各系統(tǒng)原理的理解、專業(yè)知識和豐富經(jīng)驗等，這些方法主要包括了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法和模糊邏輯飛機(jī)方法，各項數(shù)據(jù)信息都極有可能受到各種因素的影響和制約，所以也說明了預(yù)測的準(zhǔn)確性的無法保證。

因為我們國家的航空工業(yè)與其他一些發(fā)達(dá)國家相比較，還存在著一定的距離，所以在對于相關(guān)技術(shù)還在研究的過程當(dāng)中，特別是是航空發(fā)動機(jī)，對于智能監(jiān)控和健康管理方面的研究還在起步的階段，許多重要的技術(shù)并沒有突破。而國外發(fā)動制造廠商有著多年且豐富的研究和制造發(fā)動機(jī)的經(jīng)驗，也積累了不同型號的發(fā)動機(jī)、大量的數(shù)據(jù)，給發(fā)動機(jī)的可靠性提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持與幫助。但是在新時代的大背景之下，伴隨著c919研發(fā)的成功，我國的航空工業(yè)水平再次提高到了一個新的層次與高度，相信在航空發(fā)動智能監(jiān)控及健康管理研究方面，相關(guān)工作人員也不會停止分析和研究，一定會取得更高的成果。結(jié)束語：綜上所述，通過對于發(fā)動機(jī)的智能監(jiān)控和健康管理技術(shù)進(jìn)行認(rèn)真的分析和研究，發(fā)現(xiàn)此問題非常的復(fù)雜，而且十分的關(guān)鍵，通過對于國、內(nèi)外航空發(fā)動機(jī)智能監(jiān)控及健康管理的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致的研究，再對于針對性的問題進(jìn)行了仔細(xì)的探索，也分析了我們國家在這方面研究過程當(dāng)中所遇到的困難和差距，希望能夠為我國航空發(fā)動機(jī)的研發(fā)和制造提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持和一些參考與幫助。

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